摘要目的 探讨低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α)对骨髓间充质干细胞(bone mar-row mesenchymal stem cells,BMSCs)膜片成骨-成血管耦联的效应,为体外构建预血管化的组织工程骨提供依据.方法 获得医院实验动物伦理委员会批准,体外培养Wistar大鼠的BMSCs,将携带HIF-1α的慢病毒(len-tivirus,LV)和空载慢病毒稳定转染至第三代大鼠BMSCs中,形成Lv-HIF-1α-BMSCs组和Lv-BMSCs组,同时以未转染慢病毒的BMSCs为空白对照(BMSCs组),荧光定量PCR和Western Blot验证转染HIF-1α的效果.将LV-HIF-1α-BMSCs进行诱导分化形成内皮样细胞(endothelial-like cells,iECs),光学显微镜观察形态,细胞流式CD31检测分化情况,Transwell实验检测HIF-1α对iECs的迁移能力.将LV-HIF-1α-BMSCs(实验组)和LV-BMSCs(对照组)连续成骨诱导培养形成成骨细胞膜片(osteogenic cell sheets,OCTs),分别在第14、21天进行碱性磷酸酶和茜素红染色、拍照并计数其矿化能力.最终将iECs植入OCTs中构建预血管化的成骨膜片(pre-vascularized osteogenic cell sheets,P-OCTs),在第1、3、7、14 天进行免疫荧光CD31检测并计算内皮血管网形成的数量;第1、7、14天进行骨桥蛋白(osteopontin,OPN)和骨钙素(osteocalcin,OCN)的Western Blot检测,验证其成骨分化的能力.结果 慢病毒转染BMSCs的最佳感染复数(multiplicity of infection,MOI)为30,转染率>80%.荧光定量PCR和Western Blot结果显示,与LV-BMSCs组和BMSCs组相比,LV-HIF-1α-BMSCs组中的HIF-1α具有稳定且高的表达(P<0.05).LV-HIF-1α-BMSCs向iECs分化效率高达91.81%.Transwell实验结果显示HIF-1α具有体外招募iECs的作用;碱性磷酸酶染色和茜素红染色证实LV-HIF-1α-BMSCs形成的OCTs具有明显的成骨分化能力,与对照组LV-BMSCs相比差异具有统计学意义(P<0.05).当iECs植入LV-HIF-1α-BMSCs组OCTs中形成P-OCTs时,iECs大量增殖、迁移并快速融合,免疫荧光CD31染色显示进行性管腔和血管网的形成.OPN、OCN的表达与对照组Lv-BMSCs相比显著增强,OPN在第1天表达量最高,OCN在第7天表达量最高(P<0.05).结论 HIF-1α增强表达的BMSCs经诱导分化后具有良好的成骨-成血管效应,为优化构建三维预血管化的骨组织提供实验基础.